Kupfer und Aluminium gehen feste Verbindung ein

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Laserwalzplattierprozess für den industriellen Einsatz qualifizieren

Ein weiterer Lösungsansatz, um Aluminium und Kupfer miteinander zu verbinden, ist das Laserinduktionswalzplattieren. Die Herstellung stoffschlüssiger Kontakte aus Al-Cu für das Packaging von Lithium-Ionen-Zellen ist ein Schwerpunkt des Forschungsprojektes DeLIZ2. Die Dresdner Forscher arbeiten an der Qualifizierung eines neuen Laserwalzplattierprozesses für den industriellen Einsatz. Dieser Prozess vereint jeweils die Vorteile des Kalt- und Warmwalzplattierens und ermöglicht eine großflächige stoffschlüssige Verbindung von Bändern aus Aluminium und Kupfer.

Typische intermetallische Phasen bei Aluminium-Kupfer-Verbindungen vermeiden

Während des Prozesses erhitzt ein Laserstrahl die beiden zu fügenden inneren Oberflächen der Bänder, die unmittelbar vorher induktiv vorgewärmt wurden. Dadurch lokalisiert sich die Verformung im Walzspalt weitgehend auf das (sehr begrenzte) hoch erwärmte Volumen. Unter dem Einfluss des Walzendrucks bildet sich zwischen beiden Bändern ein gleichmäßiger, fehler- und grenzflächenfreier Gefügeübergang aus. Die analytischen Untersuchungen der Fügezone zeigen, dass sich die Ausbildung der Fügezone durch die Wahl der Prozessparameter erheblich beeinflussen lässt. Die für stoffschlüssige Aluminium-Kupfer-Verbindungen typischen intermetallischen Phasen können komplett vermieden werden. Das bei Walzgeschwindigkeiten bis 8 m min-1 plattierte Band lässt sich im walzplattierten Zustand gut verformen und kann direkt weiterverarbeitet werden. Die ermittelten Scherfestigkeiten des Verbundes liegen bei 30 - 40 MPa. (jus)Hannover Messe 2011, Halle 2, Stand D22

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